机电系统控制期末考点.docx

机电系统期末考点

机电一体化技术发展的四个趋势:智能化、模块化、网络化、微型化

机电一体化系统的组成部分:机械部分、执行装置、传感器、控制装置、接口

执行装置按能源主要可分为:电动、液压、气动

液压装置的优点

易获得大功率

比功率大

刚度高，可实现高速、高精度位置控制

可通过控制流量实现无级变速

力矩-惯量比较大，加速能力强

传感器的三个组成部分:敏感元件、转换元件、电子线路

传感器的几大性能指标:精度、分辨率、线性度、灵敏度、测量范围、稳定性、迟滞、重复性。

线性度与灵敏度的定义

线性度—输出与输入之间数量关系的线性程度

灵敏度—传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值，s=Δy/Δx

压电式加速度传感器的特点:动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小、无需外界电源。

油缸压力、流量、活塞面积等与液压力、功率、活塞速度的关系

运放增益带宽积的定义

增益带宽积=增益×带宽=常数

即G?BW=A ?f =CONST

us0 H

缩写：G·BW。用来简单衡量放大器的性能的一个参数，表示增益和带宽的乘积。按照放大器的定义，这个乘积是常数。

例：一个放大器的G·BW为1G。如果它的增益为+2V/V。那么带宽=1G÷2=500M。

就分辨率和采样速度而言，应如何选择AD芯片作业3：

某信号采集系统要求在0.1ms内通过一片A/D转换芯片采集位移传感器的电压信号，并根据采集到的位移信号执行相应的数据处理算法。已知位移传感器输出模拟电压范围为‐5～+5V（对应于‐150～150um位移范围），需分辨的位移为0.5um，数据处理算法的执行时间为0.05ms，试问应选择几位的A/D转换器？其转换速度最低为多少？

解：分辨率=0.5/300=1/6001/10241/6001/512

所以需要选用10位A/D转换器

转换时间=0.1‐0.05=0.05m所S以转换速度=20kHz

反馈、前馈的概念，应能识别系统框图中的反馈与前馈通道

反馈——从被控对象获取信息，将此信息进行处理后反过来作为控制量作用于被控对象；按偏差控制；属于闭环系统。

前馈——预测将要出现的偏差而采取措施进行调节；按扰动控制；属于开环控制。

前馈控制系统为前馈控制的一种形式，是控制部分发出指令使受控部分进行某种活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，受控部分在接受控制部分的指令进行活动时，又及时地受到前馈信号的调控，因此活动可以更加准确。

控制系统的分类

按照系统结构

按偏差控制（反馈控制）按扰动控制（前馈控制）

按照给定值的变化分类

恒值调节系统——保持被控量等于一给定常数

随动系统——保持被控量等于某个变化的不能预知的量

按照系统信号流形式分类连续控制系统

离散控制系统

14.

14.如何从微分方程导出系统状态空间模型及传递函数模型

状态空间模型：

状态方程—状态量与输入量的关系dx

dt

?f(x,u)或X

?AX?Bu

输出方程—输出量与状态量及输入量的关系y?g(x,u)或y?CX?Du

例：已知：

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推导：X??AX?Bu

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